TWI375433B - Method and apparatus for facilitating control of a target computer by a remote computer - Google Patents

Description

~τ0πτ·ητ、 年月日割π 五、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本案是與計算機(或稱電腦，以下皆稱計算機)維護的領域有 關，尤指針對於計算機網路維護的領域。 【先前技術】 π由於計算機網路的逐漸擴大，對___和控制相關的 挑戰也越來細難。在傳統的架射，計算機的操作人員與保養 計^硬體和軟並科目同。叫算_㈣硬體來說， 、、又有固定的操作者絲作計減伺服器硬體，也就是說用戶並 紗直接使料算機舰科做他們缸作。相反的，用戶通常 是透過連接舰n的物t算機之—妓細_作。因此， 以計算油服器而言，只有當維修時，飼服器才有錢的被使用。 且由於計減網路的獻，專業的計算機設備以及計算機词服器 的維修將變得十分的必要。 ° 计异機的祕管理有許多方式。例如，在·機設傷損壞時 再去維修設備。但是，為了降低計算機飼服器因維修所造成时 工期，計算機網路中已經多採用預防的方式去處理維修。預防錐 對問題的[控’且在問發現之後去解決並升級相關軟

硬體去防止絲的_發生。維修也包括對計算機魏的増加^ 應用程式安裝以及資料的维護。 S 計算機網路的成長也一併導致在網路實體上的-些管理更 1375433 I年A曰疹(更)正替換賈 =τ護人員間的聯繫模式。-般來說， Θ mx包括數百個甚至數千的服器 位置都分散响，與人祕物，獅服3 近。因此，轉人㈣錬_直接使用雜護是較不實用的。 二ΓΓ人員在細附近’對這些為數眾多的饲服器做 、體S理與維遵的工作也需要一直移動到這些飼服器前， 這將十分的不便。 維濩人_基本要求暇，職監控的計算機將其狀態訊息 二的回傳、.、。維5蒦人員，用以完成他們對目標計算機的任務。維 護人員通常有_方式可財監控目標計算機。第—種為圖形界 面的方式’而第二酬為命令顺方法。在卿介面的方式中， 」Windows作業系統’目標計算機的系統訊息可以透過營幕 传到。因此’為了擁有這個系統訊息與監控目標計算機，在遠端 的維護人貝必須能接㈣目標計算機_示訊息。 在以命令顺制的計算射，例如：Unix或者與㈣相似的 作業系統，系統狀態-般都以日諸登陸檔的方式提供。這個日諸 文件是可以讓本地端的使用者使職可以顯示錢幕上。而維護 人員為了監控綺算機，他們也需要在遠端位魏制這份日諸 文件。 另外，為了有效地監控，維護人員必須能在目標計算機中許 多的不_魏息巾’選撕需要的訊息。這也就是躲護人員 要此接觸到目標計算機的標準輸人設備…般來說，標準輸入設 扯日_ I年月日-更)正替換頁 疋香錢，但是也可純鱗圖板和“ϋϋΓ—~ ^維護動作與相關的升級也需要能控制目標計算機。這包 和二訊息或者碑文件’並包含計算機的標準輸入 1的控制。另外，維護人員也需要能接觸儲存有升級資 訊的儲存媒介。如果七 H及貝 果有这種媒力’例如：CDROM (光碟）或者軟碟， 树人㈣必須在現㈣目標計额插人⑽⑽或是更換 CDROMs ° 在過去，為了維護人員能監控到目標計算機，因此發展了 ™"切換器。"KW的縮寫是由鍵盤(Keyb〇ard)、視訊(Vide〇)和 Γ(Μ嶋)組成的。™切換器的目的是提供-個遠端目標計算 機的操作入口。 早期的KVM切換器以類比的方式提供連結一台或多台目標叶 异機和-個或多個遠端用戶。這將允許—個遠端用戶透過一個機 械開關選擇他所要控制目標計算機所擁有的鍵盤，視訊和滑鼠。 類比™切換器是較廉價的方案，且有較好的監控效能，也 就是說’透過-個類比獲切換器的協助，從遠端位置連接一台 目標計算機的用戶將非常_於他直接去操作目標計算機。不 過，類比KVM切換器有許多缺點。以一個基本的類比讓切換器 來說’它需要和目標計算機安裝在—起。換句話說，如果一個用 戶希望透過-個基本的類比讀切換器去監控八台不同的計算 機，這台™切換器得和這八台計算機安裝在—起，並且能 依次透過開綱關進入每一個目標計算機。在使用類比讓切換 1375433 年月曰修(更)正替換頁 r ，9 »-f \ ^ 咖紐目細機物，㈣ 、伸s。然而，類比™延伸器經常放置在 =並且有嚴格的距離限制。這樣的延伸器通常要求用戶與^ 才7^十算機間不可大於3〇〇公尺。 、 類狀VM切換器的另—個缺點是他們不容易更動建置架構。 况，建立™切換器的網路，並且增加目標計算機和遠端 计异機將十分的_，且通常祕f_增細及效能的降低。 美國專利號5，肌他5,884，㈣；5,937 176;6 378，_以及 6, 388, 658所披路的各式各樣的類比讓切換器和延伸器都有這 些缺點。 另-個類比讓切換器的問題是如果遠端與目標計算機之間 距離很遠，則讓切換器的接收者需要手動的去調整最佳的視訊 訊息。如果沒有料_整，視⑽品質在遠輯算機將很 差且無法達到最佳的視訊表現。手動調整的要求使得類比議切 換器的網路安裝將十分麻煩與昂貴。 緊接著類比KVM切換器開發的是數位KVM切換器。數位KVM 切換器的—端通常被連結到目標計算機。另-姻連接-個網路 LAN埠，最後連接到網際網路或者另一個網路。遠端計算機透過網 路取得目標計算機視訊，並且傳送鍵盤和滑鼠信號。與類比KVM切 換器顯示視訊、接收鍵盤和滑鼠訊息方式的不同，數位KVM切換 器將目標計算機的視訊數位化，然後透過局域網路的連接把它傳 送到遠端計算機。 1375433 f tn.1·-、r 1

^ !年月s货更)正替換頁I

數位的KVM也可以透過一個類比KVM切換器^-J 計算機。這將允許數位™可以控制多台目標計算機。在一些產 * 品中，數位KVM和類比KVM是統合在一起的。 一 典型的數位KVM切換器為了將目標計算機的視訊轉為數位信 號’一般都含有-個類比數位轉換器（以下簡稱瓶）；一個影像頁 儲存裝置’有時稱為'，頁面抓取器"以及一個中央處理器（以下簡 稱CPU) °美國專利6, 539’418載明數位KVM切換器有這些一般的 • 功能特徵。 & 一般典型的目標計算機會輸出很大量的視訊信號。-個典型 的視訊晝面為1024條水平掃瞒線以及768條垂直掃猫線構成，並 且以每秒_完整的頁面傳送。在純顯示器上的每個像素則由 紅色、綠色以及藍色所組成。大多數計算機使用8咖（位元） 來表現每-織本腕的錢，也歧鱗轉素聽的組成為 24bits。以此為例，目標計算機的視訊信號可由每秒 •丨，132,做帽個bits組成（1. 132 Gigabits)。如此龐大的訊號 比任何目則的局域網路的傳輸能力大上很多。因此，數位KVM設 .備通常使用某種視訊數據簡化技術。有-種方法是，在比較連續 •的視訊頁面後，選出在連續的頁面之間的像素差異並傳送。這樣 的方式比傳送每張全新頁面省下很多的頻寬。另一種的差別計算 方法則疋由數位KVM切換器抓取一個影像頁面。在整個新影像頁 面被抓取之後，每個像素都與前一個影像頁面裡的相對像素相比 較。-旦全部頁面像素皆改變之後，再將頁面之間的差別傳送給 1375433 . Γ~ίΟΠΤ---- 年-爿曰修(更)正替換頁 遠端計算機，用來更新遠端計算機上的視訊影像y Μ數位™的方式比類比™的方式要來的好，它能處理遠端 計算機和目標計算機較遠的狀況。不過，數位讓也產生了 一些在 類比KVM不會產生的缺點。第—個主要的缺點則是監控的性能。 數位KVM、經常存在著顯著的延遲’當遠端計算機在輸入控制(例 如：滑鼠的移動）’而螢幕顯示回應時(例如：當視訊顯示滑鼠指 標的移動）。這個時間延遲的大小可能與幾個因素有關。第一個因 素是數位腿切換器能處理的影像頁面間差異數量的速度喝長的 處理時間’將造成遠端終端的螢幕較慢看見控制輸人的結果。此 外’越長的處_間將低實際上被腿切換器處理的影像頁面數 量。例如，-個視訊信號由每秒_頁面組成，且—個新頁面每 16. 7亳秒產生。不過’如果計算頁面的差異量需要32亳秒，則讓 切換器每隔一秒必須至少略過一個頁面。當讓切換器錯過頁面 時，相較於每個頁面都被讓切換器處理，在遠端終端的㈣上 的更新就會跳動以及遺漏訊息，產生較不順暢的更新。 影響速度的第二個因素是紐KVM產生要送到遠端終端資料 的時間。KVM在計算新頁面和前一個頁面之間的差別之後，必須 把差別訊息轉換成實際頁面像素的訊息。在典型的數位裡，' 頁面的取得是靠頁面抓取器去抓取一個視訊的單個頁面。在頁面 被全面地抓取之後，微處理器會把頁面裝進它的工作儲存器。然 後，微處理器進行差別計算，確定在剛剛抓取的頁面和之前頁面 之間的差別後，接著，同一個微處理器再把差別訊息轉換成實際 1375433 頁面像素訊息。 '------------ " 這種典型的KVM架構造成許多缺點。如上所述，目標計算機 產生的視訊信號比率非常大。因此，數位KVM需要有一個高效能 的數據處理CPU，這表示需要更高的CPU花費，且幾乎沒有其他 的空閒時間去處理其他訊息。在-些顧中，由於安全的問題， 將要求數位KVM能加密它的視訊、鍵盤和滑鼠訊息，使得數據不 谷易被攔截。如果KVM是透過網際網路連接遠端計算機，這種安全 # 考置尤其重要。不過’這樣的加密需要能力更高的⑽。實際上， 這種提供加密的需求’提高了系統花費以及犧牲監控的性能，這 額外的需求對數位KVM來說是一個瓶頸。 數位KVM還有其他的問題。在類比KVM方面，目標計算機的 視訊信號僅僅被收到遠端計算機。不過，數位_需要使視訊信號 數位化’然後計算在新頁面與舊頁面之間的差別^典型的視訊信 娩將會預先決定視訊頁^中掃瞒線的像素數以及每個頁面的掃瞄 _線數。在類比方面，視訊頁面中的掃猫線有其有效範圍，其呈現 f包含現錢幕訊息，以及—個❹制，並通常表示為黑色。 ' 母一條線皆存在一個空白範圍用來改變在螢幕上影像的電子狀 .况。空白範圍在每條線的末端包含監視器使用的水平同步信號或 者是H-同步脈衝，用來偵测當電子需要被重新校準使用時。 相同的’整個視訊頁面包含在有效範圍中，而空白範圍並不 包含在有效範圍中。在空白範圍中，將傳送垂直同步信號或者是 V-同步的脈衝。CRT (陰極射線管）個這脈衝來使電子返回頁^ 1375433

的起始位置β 银_衝末端與視訊下—條掃隔 值的’但是對於—轉定的視訊辭或是解析度，這個 、會固定。綱的，在V，步脈衝末端與和下—個視訊頁 =敦部分開始之_間隔時間也是任意的，但是_-個特定的 子。fl頻率或是解析度，這個值也將固定。 、 對於計算機的本_戶來說，在不_視訊頻率之間的切換 π透過調整㈣參數處理。大多數監視ϋ可以控_整同步脈 衝和視訊的有。當同步的速度不對時，影像將會被壓爲也就 是比螢幕小，歧雜將會獻，纽扯螢幕Α。Α多數的監 視器可以控制調整同步速度。 -台目標計算_遠_戶無法透過KVM在目標計算機監視 器調整這些控制。此外，數位KVM中的舰必須從類比視訊信號 波形中透過取樣技術取出每個像素。理想狀況下，取獅分佈在 每個像素的k。細，像素的放置位置只能參相步脈衝，且 同步脈衝的位置是任意的。 不恰當的_酬將導致錯像素取樣，而這將造成許多 問題。例如’數位KVM產生的視訊有可能造成一些像素或者影像 邊緣被切斷’或者-些多餘的像素或者線條增加在影像的邊緣。 取樣緊棚是更進-步的錯誤取樣。像素在邊緣㈣被取樣，而 不是在他們的巾心點’然後重複此像素取樣將有機會導致一個重 複的取樣。這樣的情況會造成讀認為__個沒有改變的像素已經 1375433 -'竹 改變’而it成乡制麟私，以及不必賴寬浪造— 腿的回應時間變慢’因為可用的頻寬將被這些無謂的資料佔 用，而減少傳送現在頁和之前頁間，差異訊息的頻寬。^ 【發明内容】 因此，能解決-個或多個這些問題的麵系統將會被採用。 本案將儘可能地包括增加讀系、統的處理速度或者方儘可能 鲁降低系統頻寬的使用並且提高可用性以及提升遠程計算機對用= 的監控性能。 本案的其中 點，肘提供 山 ％牙叮貝由的方法用來更新遠 端的畫面，新的視訊頁面包含—串觸新像素，這—個像素串列 包含新頁面的起始像素以及新頁面的最後像素，新頁面像素是目 標計算機的視膽號，_紐包括以下步驟，從师面的起始 像素開始：ω從串列接收比較一個新頁面的像素；然後⑻比

魄（g)爾後的新頁 面像素沒有抓取到’則在串列中的下—個新頁面像素重複步驟a 和B 。 更進-步的’步驟B包括一些價測新頁面像素和所參考的相 關頁面像素不_步驟以及_师面像素和所參考_關頁面 象素不同如果相關的新頁面更新標諸沒有被標記則將標記一個 新頁面更新標誌。 在本案中’提供—個捕捉目標計算機新畫面並更新遠端計算 1375433 面的一爾統，新的視訊5面包含替換頁 列包含新頁面傻音的故始以βΑ .、上， ° 田 機 ，，一一叫•—甲列的新

一串列包含师面像起触及絲，這轉統包含_個比較 模組以及模組和比簡_連接，啸歡被設定成 ^目標計算機接收新頁面的起始像素；接著，比較新頁面起始像 素與相關的參考頁面像素並在記憶體·中儲存新視訊頁面起始 像素；接著，如果新頁面最後靖像素沒有被抓取到，則重複以 上接收，比較和儲存的步騎下—個新的頁面像素處理。 在本案中’提供一個從目標計算機到遠端計算機更新視訊晝 面方法，本方法的步驟為： (Α)執行如上所述的比較方法； (Β)搜尋標記的新頁面更新旗標；並且 (〇在遠端計算機的最後傳送中，皮標記的新頁面移動到參 考頁面的位置。 在本案中，提供一個決定是否從目標計算機重新取得一個視 =號的方法’這裡目標計算機的視訊信號將和參考視訊相比 並且更_#料是從傳輸到遠端計算機中的比較產生的，這 種方法包括步驟： (Α)監控第—個有_魏錄解析度的條件； ⑻監控帛二個細於視雜鑛析度的條件； (〇如果第二個條件改變縣示解析度有所改t ,是第-個 條:沒奴變職轉析財所崎，暫雜止峨以及更 :、料的產生並繼續姑第—個條件是否有重新要求視訊信 丄）/)433

號；並且 (D)如果第二種條件持續的表示解析度有所改變’且第一個條 件也改變’則蚊魏錢雜重新要求。 在本案t ’提供-個從目標計算機更新視訊晝面到遠端計算 機的方法，這種方法包括步驟： (!)攸目標計算機取得—個視訊頁面和參考視訊比較； (Η)在比較雜巾產生數據供遠輯算機更新使用； (in)透過請求範H第31項之方法重新要求視訊信號； (iv)當棚錢被麵要求時，驗社賴_較和產生步 驟0 在本案中，提供-個數位議系統的包括： 一個類比轉數位的轉換器，时將輸人的視絲號轉換成數 位值用來產生成一個新頁面像素的串列值； 個差異彳算11 ’計算縣個輕面像素和侧參考頁面像 ，'的數位資料’此差異計算器包括—個可程式化的陣列。 針，提供—個較敏捷的方法，使滑鼠的機在遠端計 ^拖、讀順暢，在此滑鼠是用來透過數位讓輸入目標 端指機螢幕的更新是透過數位讀從目標計算 機的視訊信號產生，這齡法包括步驟： 保持滑鼠最初位置的表示； 在KVM收到滑鼠已經移動的信號； 經由指示回應，中咖預先程式化的更新順序並反應滑鼠 13 1375433 • · 10L 8. L4. < 的移動去更新遠端計算機的視訊。並且 . 恢復預先程式化的順序。 « 在本案中，提供一管理系統去管理視訊更新的傳送到]^個遠 螭计算機中，Μ大於等於一，視訊頁面訊息將從目標計算機收到 且視訊更新也是，並且每台遠端計算機也透過相對的通訊通道以 其相應的速度更新，系統包括： 一個更新產生器和一個更新單位輸出位置，這是為了維持傳 • 輸期間的更新單位是由更新產生器所產生； 與每條頻道相關的一個掃描器，每一個掃描器被設定成達成 在傳輸中從輪出位置程式化順序的更新，每台掃描器有其執行速 度並相對於通訊通道的速度； 更新產生器，輸出位置和掃描器以下列方式設定，如果一個 待決的更解位在被傳狀祕—㈣決的更解位的新版本所 取代，新版本將被傳送，被替代的更新單位將不被傳送。 籲輸出位置被設定成只取每個待決更新單位的最新版本，而不 替代待決的更新單位。每個更新單位包括螢幕像素的—個區域片 ' 段。系統更進-步包括輸出位置侧峨記，輸出位置個別的戮 • 記與輸出位置_ ’由於-個輸出位置個卿戳記相當於每片片 段，系統更進一步包括輸出位置戳記列這相當於每列片段，上述 輸出位置戳記列與輸出位置有關並且相當於每列片段，輸出位置 將被設定成輸出位置個別的戳記隨著每次的傳輸增加。 系統更進-步包括與每個掃描器和它的相對遠端計算機相關 14 1375433 1* J :·—τν.: 4 --- *年；I艮泛(更)正替換頁 的一個戳記儲存位置’每台掃描器戳記儲存位置|^-値—~ • 與每片片段相關且一個存儲位置戳記列與每列片段相關的存儲位 . 置，每個掃描器和相應戳記存儲位置將被以一個預先程式化的方 式設定： (A)掃描每個存儲位置戳記列； (B)比較每個存儲位置戳記列和相應的輸出生產位置戳記列； (C)如果存儲位置戳記列不同於相應輸出位置戳記列，確定相 • 應列至少包含一個片段被傳送； 、 (D)依照著片段列的順序掃描存儲位置的個別戳記，將他們與 相對應的輸出戳記比對，傳送每個片段，當在相對應的存儲位置 戳記和相對應輸出位置戳記之間有差異時，增加個別的存儲位置 戳記使其相等於相對應的輸出位置，接著恢復順序到A。 在本案中，提供允許目標計算機被遠端計算機控制的一個設 備，這設備可連接到遠端計算機，以便收到遠端計算機滑鼠和鍵 • 盤信號並且傳送更新視訊到遠端計算機，此設備更進一步的可連 接到目標ft算機’时作為遠料算機麵和料的輸入控制信 號，以及處理目標計算機視訊信號作為更新視訊的資料，此設備 • 包括一個虛擬磁碟機，虛擬磁片則是此裝備包含的一塊記憶體， 設備被設定成允許遠端計算機的用戶去連接一個在遠端計算機上 的設備，將數據存到這個虛擬磁片中，以及卸下這個虛擬磁片， 設備更進-步的設定成允許用戶’透過遠端計算機控制目標計算 機，把這個虛擬磁片安裝在目標計算機上，傳輸資料給目標計算 1375433 I年；1 ^爹更)正替換頁 機，以及從目標計算機卸下虛擬磁片。 1 ~- * 【實施方式】 如圖一所示，顯示一目標計算機12。具體來說，圖-中的KVM 14直接連接到目標計算機12，且接收目標計算機12的視訊信號。 在圖一中，N部目標計算機12 (N>1)透過類比KVM 16再連接到 數位KVM 14上。以此方法，M個遠端計算機2〇的使用者中的一人可 φ 以透過下面的詳細描述說明來連接到N部目標計算機12中的一 4 ’並且接收視訊晝面與送出鍵盤與滑鼠的控制信號。而遠端計 算機的使用者可以透過切換類比KVM 14來決定控制哪部目標計算 機。 KVM 14切換器採用網際網路18的設計方式透過網路埠π連接 到網際網路。遠端計算機2〇透過網際網路π從KVM 14接收資訊。 較好的狀況下KVM切換器與遠端計算機2〇並不需要透過網路埠以 φ 及網際網路來連接。只要連接的媒體可以從KVM 14切換器傳送數 位視訊信號到遠端計算機2〇即可。重點是遠端計算機2〇連接到KVM 14的方法是可以接收到視訊晝面更新的訊息即可。然而’較佳的 KVM 14切換器與遠端計算機2〇的連接是採用一些較有效率的視訊 傳送方式透過KVM 14切換器到遠端計算機20，遠端計算機20則是 位在KVM 14切換器與目標計算機12的遠處。 遠端計算機20透過網際網路18連接到接收其鍵盤與滑鼠信號 的KVM 14切換器’這些輸出信號再透過KVM 14切換器傳送到目標 16

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計算機12。因此遠端計算機20可以控制一部或是多部的目標計算 機12。遠端計算機20透過網際網路18接收目標計算機12的視訊信 號。這些視訊信號被接收後可以再遠端計算機2〇上顯示，讓遠端 計算機20的操作人員可以看到目標計算機丨2的輸出畫面。由上所 述，此視訊輸出可以是圖形介面的方式(Microsoft wind〇ws作業 系統）或是命列列的輸出方式。 遠端計算機20透過KVM 14切換器以及網際網路18的連接，將 • 鍵盤與滑鼠的有效控制訊號傳送到目標計算機12。透過KVM 14切 換器的連接，目標計算機12會將遠端計算機2〇的鍵盤與滑鼠控制 訊號¥成疋本身的鍵盤與滑鼠控制訊號。因此，這些遠端計算機 20鍵盤與滑鼠的動作將會被目標計算機12當成是直接的目標計算 機12控制訊號。 圖三是KVM 14切換器的組成圖。包含有一個類比轉數位的轉 換器（ADC)22 ’ 一個中央處理器（CPU)36，一個同步動態記憶體 • ⑽_) 38以及一個可程式化的邏輯閘（FpGA) 4〇。這些元件詳細 的運作方式將在後面說明。其中的51)1^^ 38是被當成一個信號區 塊且可以由多個SDRAM 38組成。且此SDRAM 38也會分擔給CPU 36 以及FPGA 40使用。 此KVM 14也包含一個CPU的非揮發記憶體(NVRAM) 37，此 非揮發記憶體可以處理儲存，内部處理，cpu的程式，砰以的設定， 視訊頻率的儲存以及其他系統訊息。 有關s己憶體在KVM 14中的較佳的組織方法並不需要包含在本

S 17 1375433 • . I—iors~rt~—^一' 年月日王替_Ί 案中。而所魏佳的方法即是指能滿足在 完整的記憶體定義。 圖邮是指Μ14以及FPGA40處在視訊頁面抓取模式，如： 所接收到新頁面與舊頁面的比對。目標計算機上視訊的類比信號 透過ADC 22轉成數位!^號。就22的輪出則是一串數位值所表 不的是ADC 22所收到視訊信號中的每—個相素。 數位Μ 14中包含有—個新頁面儲存緩衝區％以及一個參考 頁面儲存緩衝區26。這些緩倾24, 26是由讓_組成.每 。個像素的鮮是透聊G 32去職存在师面緩衝區^， 這個新頁面緩衝區就是負責從娜22接收娜好之後的數位訊號。 每個儲存在新頁面緩衝區24的像素值都透過FpGA 4〇與前 -個頁面或是參考頁面相比較。這個參考頁面可從參考頁面緩衝 區26取得。此參考頁面緩衝區％的值是由前—個舊頁面得來的。 透過新頁面與舊頁面的比較可以去更新新頁面緩衝區％與參考 頁面緩衝區26。 —如果在新頁面中的像素與參考頁面中的像素不同則將旗標設 ，在片段差魏衝區28巾’以此來表讀頁面的更新單元。也就 是新頁面中含有與參考頁面差異的像素。 接下來將說明KVM在更新模式中的運作，在此模式中片段差 異緩衝區28的值將會被傳送到遠端計算額。因此更新模式的功 能就是將更新的值傳送到遠端計算機2时用以更新遠端計算機的 視成。新頁面的更新可以包含—個不可分割的像素或是多個像素 18 1375433 • · --"ΤΓΗΤΤΤ~ ~·： 年月e修哽:·正替換買1 的組合。新頁面的更新單元被定義成是在晝面+一個16像素~1 以16像素高的一個小區域片段。這樣更新頁面的的實做方法將可 以讓此KVM 14透過VNC做視訊傳輸，而vNC即是採取這樣丨6像素 乘以16像素的方法。這樣的方法是較佳的，因為一個片段只包含 256個像素’與-個頁面中一個一個像素處理相比，將會有效許 多。因此’透過FPGA 40的比對，如果第一個像素在比對之後有所 差異’則此片段將會被標記’且之後的像素差異並不影響這個被 鲁 標記的結果。 FPGA 40巾包含-個差異§丨數||31用來紀錄每次比對—個新視 訊頁面與參考視訊頁面時，其中差異像素的量。 當-個新頁祕減且儲存搞頁面緩衝區2辦，此數位讓 14就會切換到更新模式。這個模式在圖帥中說明。在更新模式 中’差異掃描器14(此差異掃描器透過程式化與實做的脱4味 實現）掃瞒片段差異緩衝區28中有被標記的值。當找到一麵 標，則表示-個有被更動過的片段被找到。此片段將被FpGA做 ㈣面緩衝區24取出並放置到FPGA _片段輸出緩衝區犯。接 著，CPU 36將這些片段複製到參考頁面緩衝區26，這個動作將完 成被標記片段傳送到遠端計算機20，以及參考頁面儲存位置是從 =個參考頁面取得的。具體來說，參考頁面儲存暫存區是由兩個 分別的記麵喊的。兩個分獅記憶體存有綱的資料。第一 個記憶體位置是用娜A 40中的比對動作以用來標記從緩衝隨 更動的片段，第二個記憶體位置則是⑽36用來當作輸出已傳送 片段的位置以及哪—個已變動片段被CPU 36從緩*區32移過來。· 其他的設定，如·会土友 .爹亏頁面輸出以及儲存位置都在本案中以_4匕 記憶體設定的方式完成。 一 有的崎㈣轉敕，且频標記㈣段搬移到輪出 緩衝區32且傳明遠端計算機社後，此細(VM肋糊抓取模 式並等待下-個視訊頁面。當下一個頁面進入之後 、 的動作就再重新運作一次。 除此之外’每—個被標記的片段在抓取的當時，輸出緩衝區 32中也外加啸存了—組與每個#段相騎設定，而這組設定也 :一併傳送到遠端計算機2G。這組奴的前兩舰蚁存放此片 在視Λ旦面令的水平垂直關係。這個位置資料將會搬移到片段 輸出緩衝區32送給遠端計算機，时將⑽段顯#遠端計算機 正確的位置。 此外片&的平均色雜會被計算麟放在第三個設定區塊。 這辦均值包含片段的紅色，綠色與藍色平均值。當此平均值被 計算之後，FPGA4G會去掃邮段是否為同—顏色值。如果是的話， FPGA 40會標記一個同色旗標在這個設定區塊。 在此有兩種平均值的優點應用，第一種是，如果遠端計算機 20的使用者將畫面縮小(假如縮小為丨/⑽⑻）。則每一個片段 =像素_職素，將會被絲成—轉素，而此像素的值將是 算出來的平均值。也就是說，這個平均值將會用來在聽中當作 一個畫面顯示時的值。 20 1375433

. ^ 服 JU r . 〜 l ^------ • ^—_是可以縮小從讓14傳送到遠稱算卿的頻寬， .如果母個片段_平均縣顯*。-健面巾常常是由—個同色 ，區塊所組成的。舉例來說，—個文字文件中，邊緣的部分大多 是白^的。絲，視窗的邊緣也衫為_顏色。 ―當所有的在被標記片段中的像素是—樣顏色時，就不需要傳 运母i像素的顏色值了。相對的，⑽36也只需傳送此片段的 位置以及顏色。如此-來頻寬可以大幅降低。如此—來遠端計曾 •機的畫面更新速度也會較快，因為在讀14與遠端計算機卻之: 傳送的資料量較少。 最後-個設定區塊是用來標記此片段是枝—师面的第一 個片段。以此標記，CPU 36才能知道一個頁面的起始以及結束位 置。這對於視訊畫_校準是很有用的，且將在下面說明。 當-個被標記的片段搬移顺出緩衝區32，如果在 出緩衝區有—個片段被改變的職a 40會產生一個插斷給CiJ 備註：如果新頁面與參考頁面相同，則沒有片段會被搬到輸出緩 衝32。當⑽36收到插斷後，片段輸出緩衝區犯會保存所有被摔 記的的片段直到⑽36將他們傳送到遠端計算機2〇。 讓14可以看成是-個比較目標計算機12的新視訊頁面與參 考頁面的系統。每-個新視訊頁面都是由—個串列組成，此串列 包含了新視訊頁面中的起始以及結束像素。而聰_可視為一 個被程式化後用來比對目標計算機12中被抓取的新頁面(透職 ⑵’並且比較新頁面中從頭到尾的每一個像素。此順撕程 21 1375433 • · Γ -πί^·*βτΗ^*4*-—-^一 ί年月曰修(更}正替換買 .式滅倾__料騎，這倾_ 組成。然後FPGA嫩複執行接收、比對以及儲存的工作直到新頁 面與參考頁面比對結束。此FPGA 4__ 38及舰烈相連接) 並可以把新頁面儲存到緩衝區24，從緩衝區26讀取參考頁面像素 以及接收ADC 22收到的新頁面像素。 如上所述的差異計算方式是一個报有用的特性。在速度方 面’在上面所說的方法中，當每一個新頁面像素被讓祕收之 •後，就馬上與相對應的參考頁面比對，且如果有相異的像素產生 時，就將刻段標記在片段差異緩観。這個動作將持續到一個 新頁面與參考頁面全部比較後結束。也就是說，當一個新頁面接 收完之後’其與參考頁面的比對動作也同時完成了。這將會改進 比對的速度，如果轉動作是在接收完新頁面後在—個像素一個 像素的與參考頁面比對的話。 μ 要達成在當一個頁面接收完成的同時即完成新頁面與參考頁 面的比對動作，此讓的速度至少要比接收新頁面的速度快。如果 比對的速度不触，騎會遺失某些新ΙΦ，造絲端計算機畫 ®料賴。纽軟體絲_κν_財，雜難達成這樣的要 求。因此，採用FPGA 40來達成比對動作是較好的。這也是在用舰 的優點。第-’因為他是可程式化的，相較於不可程式化的硬體 對於日後的更新有較大的彈性。此外，FPGA在運作時接近硬體的 速度’與軟體的方式相比快上很多。總而言之，採用舰4〇的數 位KVM可達到有彈性的更新就像是採用軟體—樣，但卻可以擁有硬 22 1375433

月厂正替^頁

體的處理速度。 此FPGA 40在此本案中，可以被程式化成忽略某些新頁面。也 就是說’我們可以在新頁面中透過程式化後的即(^4〇去抓取我們 所需要的像素。 為了將像素的正確位置傳送到遠端計算機2〇，KVM 14需要知 道從目標計算機所輸入視訊訊號的解析度。正常來說，KVM 14可 以知道每一個視訊頁面的掃瞄線，每個掃瞄線的組成像素數以及 鲁在Η同步脈衝則後的空白區域的像素數。KYji η需要擁有偵測解 析度的這個功能，用來得到這些資訊。 獲取一個解析度資訊的方法如下所述，-開始當FPGA測到-個穩疋的Η同步脈衝。這需要去計刹_同步脈衝間的時間間隔用 來確疋這‘Η同步脈衝間的時間間隔一樣，如果—樣則說這是一 個穩定的㈣步脈衝。接著—個穩定的卜同步脈衝，則是透過計 算在連續V-同步脈衝中Η—同步脈衝的數量。如果卜同步脈衝是穩 _定的，這就可以辞定-個新的解析度訊息。 ▲在一個持續顯示的晝面中，FPGA 續的監控ν_同步與Η·同 Α號如果有所改變，職就去處理視訊信號且通知⑽邪視 訊頁面將有所遺失。 μ步脈衝跡同錄触沒# _她關隔或是位 滅古a縣—雜定喊縣源叹較贼贿析度將會 擁有^從。在此，膽调觀自⑽辦脈去測量 μ步脈衝勝同步脈衝的持續，w步脈衝.同步脈衝的次 23 1375433

年月日修(更)正替換胃I _邊軌_缝叹^錄衝在邊緣拉起的 二。-砂脈衝鋪-同步脈衝也可輯過比較他們的動作時間 Y止時間去_。在定義上，動作時間纽停止咖短很多。 而掃晦線的頻率可以從㈣步脈衝間的時間間隔取得。頁面的更 新頻率可以終同步脈衝間的時間間隔取得。至此，還有一條線 由幾個㈣域絲㈣。為了射定這健，可_一個表在 KVM 14中，並配合剛剛算出來的值去估算。

視訊‘準峨(卿)提出了許多視訊解析度的標準，包含每 條線的像素數’每-頁面的線數，空白像素以及空白線以及盆他 絲。這些標準的解析度訊息將建表存放在咖％ _膽中。 這個表可峨在任规方，？、要再需糾可以馬上取得即可。 由於VSEA標準只是-個標準而並非強制性的，因此，並不是 所有的解析度都建在表中，有些作餘統，如：Unux，擁有獨立 的解析度纽。對於這㈣統，赋的崎度資期^適合。然 而，Linux是-個開放原始碼的系統且解析度資訊是可以得到 的。因此’這個表也將包含Linux的解析度資訊以及其他可得的 已知解析度資訊。 在表中所_許彡騎度資訊，將是有可鮮完全符合我們 所需的。在這樣的狀況下，下列的方法將可以估計解析度資气。 這些解析度資訊將透過採用VESA標準時脈轉換GTF的方式去取得

最接近的值。GTF是VESA所提供的-個方法用來偵測未知的解析产 資訊。 X 24 1375433 年月曰渗(更)正替換f '沈算是透過採用GTF，對於輸入的視訊信號也是無法很精確的 確認。這是因UTF所提供的只是一個估計的方法。然而，以下所 提供的方法將T財料之後更進—步的求雜精準的值。 當一個估計的解析度資訊決定之後，CPU 36透過ADC 22對視 訊取樣並產生-個像素取樣頻率。頻率則是透過每條線上的像素 乘上線的頻率(每秒幾條線）得到的。接著ADC 22會以此像素頻率 對輸入的視訊取樣。每一次概：產生像素頻率被決定，則娜α 鲁 就以此頻率取樣視訊信號。 當有視訊解析度改變的訊號時，讀14就會去偵測新的視訊 解析度資訊。當視訊解析度改變時，讀14就採用新的解析度資 將所要傳送的視訊資料傳送到遠端機算機。 在有些狀泥下FPGA 40是不需要重新取得視訊的解析度資訊 的。當採用VESA的標準時，如果ν_同步暫停但是卜同步繼續時， 這表示目標計算機的CPU將目標計算機的螢幕切入待命模式。如 果H-同步料但是V-同步保持時，這表示目標計算機的哪將目 標計算機的螢幕切入省電模式。當以上這兩種情況發生時，並不 需要重新去取得解析度資訊。反而，當此兩種狀況的其中之一被 察覺時’KVM的視訊處理（抓取頁面與更新頁面）應該直接切入待 命直到訊號恢復。這個訊息會透過FPGA 4〇傳給⑽祁去決定是 =命或是省賴式。接著⑽會送訊息到遠端計算機告知目標計 异機已域人省電或是待命模式。且當目標計算機切人此兩種模 式之一，遠端的晝面將不會更新。 25 1375433 ίΤΤΤΤ ij， 另一個不轉麵取得解析度㈣離況是由〜胤所^的 s果在AD〔H/sj步信麟有雜，卿造成像素取樣 頻率太快或是太慢。這_改變料是由轉析度的改變，而是 由雜訊造成。如果讓持_這樣的減作翻，對應所產 生的訊息將會錯誤，遠鱗算機㈣幕也將會錯誤。然而，

如果重新取得解析度的時間是在此時，則遠端計算機的畫面將會 很差，及使目標計算機的解析度並沒有改變。 口此在這個專利中包含了一個去偵測何時要重新取得解析 度#訊的方法’如圖五所示。以下將詳述此偵測方式，其主要是 要侧H-同錢科較改變而造成騎度資缺變或者只是一 個雜訊造成的錯誤。 如上所述’當視訊職在接㈣聪過縱轉換成數位訊號 之後’將與參考視訊輯，接著更新資料（-個片段中至少有一 個像素有差異）將會產生並且傳遞到遠端計算機。以讀Μ的工 作方式而言’ FPGA 40持續的監視兩個條件，一個是從目標計算 機接收到的H-同步健以及另—個是舰22產生用來比較與更新 的H-同步信號。這兩個信號都包含有解析度資訊。如果是舰22 產生的H-同步錢改變而從目標計算機接㈣.同步信號沒有 改變，則將視訊掏取動㈣停且讓FPGA4_續的監控從目標計算 機接收到的H-同步信號时侧何時需要重新接收視訊訊號。將 視訊操取動作暫停的理由是因耻健異_作將會產生錯誤的 資料，而造成ADC 22產生的H-同步信號產生誤差。另一方面如 26 1375433 年月曰修(¾正替換頁 果從目標計算機接收_H_同步錄沒有改變，則:;實[:- 視訊解析度並財更動，不論所產生的卜同步信號是否指出解析 度有所更動。 接下來，如果所產生的Η-同步信號指出解析度有所更動，且 接收到的Η-同步信號也是。貝_ 14就認為解析度資訊需要重新 被要求開始並重新要求。當產生的Η_同步信號發現接收到.同 步信號沒有改變，則重新啟動視訊擷取動作，這是因為在這種情 形下’所產生的Η-同步錢可贿晝面正確的❹墙端計算機。 此外，在运個方法中也提供了一個超時偵測。如前所述，如 果接收的H-同步信號沒改變，但是產生的H_同步信號指出解析产 有變，則視訊練暫停並監視接收同步錢。然而，在超二 一疋的等待時間（如：5秒)後視訊解析度就需要被重新設定。這 將會在某些狀況下達成一個較好的效果。 3 採用這個方式有許多優點，其重點是在於，對於解析度資訊 的重新獲得次數將減低。當解析度被麟設定時，第—個新頁面 需要完整的被傳送到遠端計算機，這將造成一些不必要的傳輸如 果解^度並沒有真的改變。此外’解析度重設的動作將會切斷遠 端計算機的觀而造錢贿的錢。最後，魏方法可以藉由 暫停擷取視訊去降低傳輸*正確的資料，以此節省頻寬。 具體來說，在這個專利裡KVM 14將會有多於一部的遠端計算 機連接到匕（如圖一）。讀的設定允許多部遠端計算機控制目俨 計算機。在某些狀況下，這樣的設置可以讓管理人員更加的方便' 27 1375433

年月曰修(更)正替換頁I 透過這樣的設計，每一部遠端計算機擁有他自己的專屬連線 "T以從KVM 14取得視訊訊息。這些連線可以被稱做"使用者端"。 每一個使用者端與KVM 14的連接都有不同的頻寬與速度（圖 一）。因此，若FPGA 40發現畫面需要更新，則傳送到遠端計算機 的時間將會拉長。 這樣說來，每一個使用者端的畫面將會暫停且並不是很及時 的更新成最新的頁面。KVM 14為每一個使用者端準備一個片段的 緩衝區43。這可以提供运端計具機一個較好的更新狀況。圖六就 是這個片段緩衝區43的實做方式。這個緩衝區43將採用cpu祁中 的記憶體郎ϋ這個緩衝區43可以用其他方式實做且也在 這個專利的範圍之内。 如上所述，當片段在新的視訊頁面中有所改變，該片段就送 至FPGA的片段輸ώ緩衝區32，並準備送到遠端計算機。參考頁面 緩衝區26包含有最新從片段輸出緩衝區32接收到的資料。此參考 頁面換衝區26同時管理一個獨立的參考緩衝區片段戮記，並與相 對應的片段對應。這些片顧記將由cpu 36產生。這些獨立的片 又戳π己會被更新在§有新諸更新發生在參考頁面緩衝區辦。 此緩衝區26也同％官理—個參考緩衝區片段戳記列並與每一個片 段列相對應。 事實上’攻些在緩衝區26中的列與獨立片段戳記透過一個訊 號計數器去增加其值。每當—個片段從脱4〇讀出時，這個計數 器將曰加❿匕疋—個32位元的二位元值。對每-個從FPGA40 28 1375433 讀出的片段，每-個相對應在緩衝區26中的片段戮記將會被 * 數器給定—個值。這個獨立片段戳記對每-做變都會將其值往 上累加卜當這個32位元的計數器到達最大值時則會歸零並持 續隨著每次讀取FPGA 40累進。片段戳記可以用其他解釋，例如對 每個片段戳計有-個獨立計數器。重點是說，在緩衝區中的片段 戳記可以拿來測試得知片段的新舊。 所提出的參考緩衝區片段戳記列是用來標明最新更新的列是 # 哪-個。因此，在換衝區26中的列片段戳記將會被最近更新過的 列標記。 對每一個使用者端而言，將有一個片段新舊緩衝區43❶這個 緩衝區43包含一個矩陣内含獨立的片段戳記45。每一個獨立片段 戳記45對應到相對應的視訊片段位置。緩衝區43更包含了一個 列片段戳記47與每τ-個視訊中的相關列對應。 對每一個使用者端而言’將有一個掃描器（在cpu 36内的一個 鲁 模組）。這個掃描器持續的掃瞄每一個在緩衝區43中的列片段戳記 47，並與相對應在參考頁面緩衝區中的列片段戳記相比較。當有 一個列的片段戳記不同時，就去掃瞄該列中是哪一個獨立的片段 • 戳記不一樣。找到之後，掃描器49會將這個在參考緩衝區26中的 片段當成一個更新片段並會被重送到使用者端。而且這個在緩衝 區43中的不同片段戳記45將會被更新到相對應的參考頁面缓衝區 中。當所有的片段戳記在同一列中都被更新過後，且相對應的片 段也送給使用者端後，列片段戳記47就會更新成相對應參考換衝 29 1375433 p-二 B 4 • 年―月έ修(更)正替換頁 區片段戳記列的值。 每一個掃描49將會被程式化成依照對應使用者的頻寬與速度 去調整本身聽度。如果連_速度錄，ρ揭邮娜會較快 的掃晦片段戳記，且片段也會較快被傳送。如果連線速度贿，' 掃描器49就會掃慢-點，且傳送片段的速度就會較n:掃 描器49都會被减滅可贿财同躲速度去娜本身掃瞎速 度的掃描器。 採用這麟侧使用者端速度特別設定速度的掃描器49，在 傳送到個別的使用者端前’片段的更新次數在參考頁面緩衝_ 中較多。這是因為連線較慢而造成較少的傳輪。當然，能將所有 更新片段送舰用者端是最好的。然而，連_速度有時會造成 這種狀況。 θ 每-個掃描器49及緩衝區26都可以正常的將最新的更新片 段送給使用者端。這糾為緩衝區26—直保有最新㈣段更新資 訊。當掃描浦發現—個獨立的片段戳記與相對應的獨立參考缓 衝區片段戳記不同時，相對應的片段’將會從緩衝區沈送到遠端 計算機20。每-次·^26的麟都將會造成翻計算機的更新。 j端計_姻是連_寬紐時，她博機勞幕的 更新也輕社不連續。細，在確定所傳送的片段都是最新的 錢端糊_順_峨)如現在遠端計 异，回應後之間的間隔時間將會是最小的 回應時間並增進了遠轉卿可雌。相對之3= 30 有的更新片段最後再 低0

送則輸入的回應時間將加大，且可用性將降 提问可職的—個要點是讓使用者可以録相他的輸入 (，盤或心）回應在螢幕上。當遠端使用者移動滑鼠的時候，指 t將會馬上在螢幕上轉。這樣的狀況很難去達成，因為滑鼠的 域需要從遠端計算機2G送達目標計算機12並造成視訊信號的更 =°視訊信號接著傳送聊M14，處理過後再將更新資料傳送給 遠端计异獅，這程序將發生在每次滑鼠移動時。當連接在腿Μ 與遠端計算機賴寬触時，滑鼠移動的回應將會很直接。 然而當頻寬小時’將會有很大的時間延遲使得顯示狀況不佳。 因為這樣，KVM 14將含有一個滑鼠預測的演算法。KVM透過 CPU 36彳于到一個滑鼠在退端螢幕上的起始位置。當遠端使用者移 動滑鼠時，從目標計算機傳來的視訊信號送進心]^ 14表示滑鼠移 動並將這個動作表示出來。 在此CPU 36是被程式化成，從片段新舊緩衝區的片段掃描器 49跳到片段列的開始’而這些片段列是cpu 36從片段輸出緩衝區 取出來的。这些片段被掃瞒後相關的片段將會更新用來表示滑鼠 的移動，而這些片段將會被依序的送出。掃描器49移動到滑鼠預 計位置的列。這些列將會被掃瞄並更新，更新的片段將會被放進 傳送順序中。當這些步驟完成後’掃描器回到它的起始位置。如： 之前跳過來預測滑鼠位置的該列。 這樣的方式’當接收到一個滑鼠移動的方向，程式化的更新 31 1375433 ^ Ί仏. )正替換: 年月日 順序透過掃描器49可以直接更新遠端計算機晝面。遠端計算機的 視訊可以被直缺_來顯示狀的位置，織程式化的掃指器 再重新執行。 因為滑_移動會造成-些相關的片段更新，因為這樣的特 性，所以給予滑鼠更新有較高的優先權去更新晝面。換句話說， 當滑鼠-開始移動，遠端計算機的螢幕就會被更新，並且搶在其 他片段更新之前。這將造成滑鼠的移動較先被顯示。這種特性對 鲁 於較低頻見的使用者可以提供較好的使用狀況。 由上所述，標準的視訊模式（如：VESA標準模式）定義了線由 幾個像素組成以及每倾，步脈衝間有雜像素以及視訊的範 圍。相同的，標準的視訊模式也定義每信_同步脈衝間有幾個像 素以及視訊的範圍。因此如果採用這些鮮的視訊模式，那π有效 ’’視訊就可以舖準的定位，則可鱗確的填人螢幕巾而不會超 出。（有效'’視訊是指將顯示在晝面中且被使用者看到的，其他 • 部分則稱為π空白"螢幕部分）。 ” ’、、、:而以上所述’在某些狀況下，目標計算機的視訊並不是 標準的視訊解析度。在這樣的狀況時GTF就被用來估計視訊解析 ’ 度’包含每価-同步脈躺有幾轉素以及視朗細跟每個 同步脈制有幾個像細及視訊的麵。然而，GTF只提供一個 估計值，而估計值可能會出錯。此外，即使正確的解析度被測定， H-同步位置顏到歸像素的位置，而這個位置會在電路中，如： 類比KVM 16被位移。因此’這個專利將包含一個視訊校正的方法， 32 1375433 提供將視訊放在螢幕中正確的位置。 终t ~~- 傳統上視訊訊號用黑色代表頁面的空白區塊。相較之下有 效視訊區域將是非黑色的。因此，cpu 36透過嶋4〇將第一個非 黑色點放置在螢幕的最左上角。換句話說，第一個非黑色的像素 被指定為-猶效視訊區域的起始，但由於某些頁面可能第一個 像素是黑色，因此這個方法並完整。 接著，™ 14切換到相反赋，這個模式可以增加估計有效 視訊的精準度。當每個新頁面收到之後，議_定該頁面四邊 的黑色區塊。如果頁面的上下有黑色區塊，cpu 36就會透過FpG請 去調整有效視訊區域的垂直位置(在頁面中上下兩個黑色 以及左右兩個黑色區塊間）透過將上下黑色區塊相等的方式。如 果黑色區塊位於上下位置的線條數技奇數，則頁面下方會多一 條黑線。相同的，頁面左右的黑色區塊，cpu 36透過脱4〇去調 整水平位置估計量時。如果這想個黑色區塊是奇數像素，則頁面 的右方則會多加一個黑點。 CPU 36只會調整在上下或是左右有黑色區塊有效頁面的估計 值如果有效頁面上下左右的黑色區塊增加時，cpu洲假定這些 黑色區塊沒有更動。這是因為，如果黑色區塊有所增加這表示有 -邊緣區間之刖疋非黑色的像素。因此，如果黑色邊緣區域增加， 這表示多的黑色區塊將錢示在空白區塊，且頁面位置並不需要 校正。 在這個相反模式將持續工作到目標計算機解析度改變時。當 33 解析度改變時，KVM 14會重新要求視訊信號並重新用以上的方f 校正頁面。 ’ 此KVM 14執行視訊校正的方法或是演算法將解說如下。當一 個類比視訊訊號被ADC 22接收之後，ADC 22要馬上對這此類比吼 號取樣，一個輸入的類比訊號將表示一串列的像素值。在像素之 間的間隔，信號會位移用已表示自己所在的電位值。每個像素指 定的時間對每個解析度是固定的值。因此，理想中每個像素將會 • 被在這個時間的中點取樣。這將可以讓ADC 22取得正確的電壓訊 號，並將此訊號轉成像素值。 在理想中，ADC的取樣頻率將可以讓ADC 22正確的取樣。如圖 七所示，在此圖中可以看到取樣頻率的波形。在這個例子中，取 樣的位置剛好是邊緣拉起的位L輸人_比視訊信號波形也在 本圖。取樣頻率的邊緣拉起位置剛好對齊每個像素取樣時間的中 點。在此例中，取樣時的類比波形是較平的。 •圖八說明取樣醉的邊絲起錄並沒有對齊每個像素取樣 時間的幅’這些點的取樣將會不連續。且雜驗將不正確， 取樣的位置树候在訊賴鱗，並対正確的取制值。因此， 取樣到非中點將造成像素模糊。且這樣的狀況將會造成雖然目標 :算機的視訊錢沒枝變，可是由於取樣並不在幅，這使得 每次透過ADC 22取樣皆有變化。 〇 β像素模糊將造成缺點。其-是遠端計算機視訊的模糊，其二 是較多的差異資料將會產生。如上所言，讀14接收每個新頁面， 34 1375433 .' ΜΓ5ΓΤ^ TTi 年月Ε修漫)正替換買 偵測其轉健縣舰給翻計额。如⑹ *多片段都將會發生像素值的改變，即使這些像素並沒有更動。這 • 將造成KVM Μ很大的處理負擔以及傳輸負荷。 因此，本案包含-個方法或是演算法讓像素取樣時能更接近 訊號的令點或是附近。有-個方式是，假時像素差異值很小則將 此差異值忽略，這個方細(VM 14中執行，當每個解析度有所改 變時。 • 為了細最佳的取樣相位，脱22可以透過CPU 36去調整相 位的差異。對每-個設定，FPGA 40中的差異計數器31會去計算差

異像素的數量。這些差異在經過計算許多頁面之後，可以提供ADC 取樣的參考。這樣重複的計算每個相位的差異量直到差異量最小 值被算出為止。這是因為在最小差異值時，像素的晃動是最小的 而此相位是最佳的。 實際上ADC將有32個相位可以設定。將每個相位都設定並計 籲算差異量’取出最小差異量及對應的相位，是方法之一。但是這 樣的方法十分的費時，且會產生許多的像素差異狀況，這些狀況 • 將會浪費可用的頻寬。 . 因此’每四個為一組去測試ADC 22的設定可以找到最佳的設 定。运最多會花費八次測試。接著所要做的三個測試是在前八個 試驗中差異量最小的兩個設定。從這些U個選定出來的設定將可 以找出差異最小的解。這樣一來將可以降低頻寬的使用，且像素 模糊和模糊的顯示影像都可以很快的解決。 35 1375433 • ΙδΓΚΊΠΓ ~一 年月曰迻(更)正替換頁丨

雖然剛剛提出的方法可以找到正確的相位，但^^—~J 的，採用的方法基本上是’對任何特定的螢幕内容，如果像素 取樣指定時間是位在中點且取樣是在邊緣完成，則將會在每一頁 中有一個固定的差異量。換句話說，對一個現存的頁面，將存在 -個最大的差異如果像素取樣都在中點的話。在圖十—中即是。 圖十顯不-個由任意黑白點組成的類比波形。黑點由較低位置 的波形表示，白點則為較高位置。 舉例來說’當8位元顏色被採用時，且黑點都被在指定時間 中點取樣，則透過類比睡為轉換器後，數位值將會是〇。相同的 狀況，白點將會是數位值255。因此下一個頁面像素中的最大差 異值將會是255。 然而’如果類比波形是在其過渡時期被取樣，結果將會不一 樣。在過渡時射’類比波形正在從數位财的—點轉換羽一 點以些電壓值備取樣時將不會是〇或是挪。此外，最大的 差異里也將小於挪。理論上來說，如果在過渡時期的巾點取樣， 不論像素如何組成，職健將會是-樣的。 因此，-個較佳的偵測相位設定是靠著透過尋找一個數位 j，其差異在某—贿頁面的最大值H既使像素不是在指 疋時間的幅取樣’差異的總和有可能是最大的，只要類比波妒 的取樣動作夠長。換句話說，在對數位值差異取最大值時是有機 會獲得許多她設定值的。有些相位並無法讓像素取樣在特定時 36 1375433 -------.,f 年月日贺更)正替換g 因此，-個最好的偵測相位設定是靠著透過尋1 值’其差異在某-現存頁面的最小值’然後選取此相位設定的反 ’相設^。如：蚊為180度反相。圖十-為上述的狀況，理論上 來說，取樣在過渡軸的巾點將會造成—個最小的數錄差異。 過渡時期的中點則剛好180度反相為，像素特定時間中點的相 位。因此，尋找數位像素間的最小值，然後設定與其18〇度相差 的相位設定’則剛好會是像素特定時間十點的相位。就算是輸入 # 的視訊訊號不全是如圖十一的任意黑白點，取樣在過渡時期的中 點也會造成一個最小的數位值差異。 因此’偵測ADC取樣相位的方法如下：就中的相位設定依 序更替。對每-個設定而言’一個數量的像素（整頁的像素）被 取樣並轉成數位值。接著兩兩之間計算差異的總和值。第一個相 位設定為當馳總和的最小鎌找断，第二_是⑽度反相 的相位。然後將ADC取樣相位設定成第二個。假設就中並沒有 這第個相位，這疋因為ADC提供的相位項並不足夠時，則選擇 個與苐個设疋差異最接近180度差異的相位設定。 就如剛剛所介_最佳賴相_方法目為是-個較有效率 的方式。而且此方法並不受到從目標計算機所產生雜訊的影響。 這個方法將可以在CPU 36或是FPGA 40中執行。使用FPGA 40 β、較陕速的彳于到總和。然而，這個方法的執行時間並不完全是 處理這些計算’也會花時間處理當ADC 22切換相位時。為了降低 選取相位的總時間’我們可以只選擇ADC可用相位中的一個較小 37 1375433 集合。然而 设定。

採用全部的集合是可以制—個較接近最佳相位的 =個相位校準的設定開始執行時將只會傳送每一個更動 #進平句顏色而不是所有片段中的像素。這是因為，當相位 又準的設定開始執行時，頁面會因為較差的相位設定造成傳送的

辦確。因此，傳送，段所有的色财較不好的。要當相位 又正之後’再傳送片段的全部更動資料。 衫相做準的方法對於晝面中含有高頻碱可以處理的較 乂表不像相的差異較快。如下所述的測試模刪就是一個 這樣的例子。文字文件就是—個這樣的例子，因為文字需要盥背 景有清楚_分。然而’整個螢幕都填滿高頻賴是不需要的， 只要一小個區域有文字就可以滿足這個方法。 讀方法將會產生不錯的結果，既❹面之财很多差異。 然而，完全敎_樣並从必須，這個方法也將會在 頁面間沒有主要差異時有最佳的表現。 曰 、此外，削正確的相位還有其他設定並與遠端計算機較佳的 視訊表現有關。這些是屬鬚X； 22_償與增益設定。調整增益 設定可以調整ADC的取樣最大值與最小值。舉例來說，—個^ 一伏特的信號可以透過增益設定變成兩伏特。 位移的調整並不會造成電壓的魏。轉會造成電壓範圍的 改變。例如一個在0到1伏特之間的訊號，經過位移〇· 5伏特，則 會變成從-〇·5到0.5伏特的訊號。調整增益設定會造成位移、 38 1375433 ' ί年月吻扯替換g 但位移並不會影響增益設定。 ~~ —-1 這些最佳的增益與位移設定將會放在中的Cpu的非揮 發記憶體，這些設定可以用測試模組6〇 (圖九）取得。KVM 14是 可以允許使用者重設這些設定的。然而在某餘況下增域位移 設定需要被偵測。例如’-個恰當的增益與位移設定需要在就四 的某些特定特性下被_，從目標12到讀_線的長度以及目 標12產生視訊訊號的電路特性。一個適當的增益設定也會被特定 的視訊解析度採用。 此KVM被設計成可以允許使用者對不同狀況，建立並儲存最 佳的增益’位移以及相位設定。例如：不同的解析度。這將可以 透過圖九的測試模組6〇來達成。

在圖九所示的測試模組60提供了一组已知的彩色參考來測定 增益與位移1是由-個較高的部分62以及—個較低的部分6她 成。每-個都包含隨意的黑方塊6⑽及白方塊68。在較高的部分 62以及較低的部分64之間存在一個顏色的梯度分別為紅色部分 70，綠色部分加及藍色部分74。每—個親部分都可以由最菜 (值〇)到最亮(值卿，最亮侧為自色。透過每—個部分，每 一個顏色則有三個像素寬(每個顏色8位元）。 母個在上方或是下方位置62 J 7及00虱疋68都是三個片 段高以及三個片段寬.’所以每個方塊至少包含—個片段不 模組60在螢幕上的那個位置。黑白柳6，被奴並放、置式 故所包含的片段將有順序上的區別歧登記符號。登記符號是讓 39 1375433

^年月日伊更)正替換頁I CPU 36用來定位搜尋測試模组就像是測試模組- •樣。每抑U 3_'卜做位，·可以定位第—個像素的顏色 ’ 階度。 ^ 對每-個顏色而言，戦模娜包含了所有來自目標計算機 12視訊信號的所有⑽。因此，賴整娜向上赃將會造成每 個顏色的中間值右移，向下調整則向左位移。最佳的位移量則是 讓每個顏色的t間值可以顯示在榮幕中。這是因為，依據定義， # 最佳的位移是電壓的令間值和顏色值域的中間值相等。測試模組 60中的位移都在顏色值的中點。因此，⑽36調整舰的位移並且 搜尋測試模組60直到位移量能讓每個顏色值落在中點，這將是一 個最佳位移量。 接下來將碰增益。因制試模删包含了所有顏色值的範 圍’最佳的增益將是7〇、加及74部分的所有方向延伸，此延伸 將小於銀幕範圍。在最佳增益時，每個顏色有8位元組成，前三 ，個錄左转麵像餘妓黑色，後三條於右方部分的較 將會是白色。當顏色由4位元組成’則前48個位於左方部分的像 素將會是黑色，後48個位於右方部分的像素將會是白色。因此， CPU 36將偵測’以像素組成位元數為基礎，當增益是最佳時偵 測在70、72、74中，第-個非黑的像素以及最後一個非白的像素。 如果第-個非黑像素以及最後—個非自像素間的距離是一個正確 的最小值，則增益將是最佳。如果不是，cpu 36將會將其調整到 最佳。測賴_败被設計成當增益是最辦將會顯示在螢幕 1375433

上正確的位置。 因為調整增益會影響位移，故位移需要再被檢查一次看看是 否為最佳。如料制需要_的罐翻兩者都為最佳解。一 般來說，在三次調整過後都可以找到最佳的設定。

當-個顏色由4位it組成時，則在7〇、72、财生群聚效應。 結果將會是—個顏色將由較少的數位值去表現。這將造成某些顏 色的不確定性。因此，_位移與增益時，⑽將會把不確定的區 域通通平均’記得知顏色變化的位置。這购作是必要的當c而 36去偵測第-個非黑的像素以及最後—個非白的像素。 由上所述，舰H的管理人員經常處理軟體更新與升級。這 些更新與升級在傳統上都在目標計算機12上完成。管理人員將坐 在目標計算機12前’插人升級或更新的磁片或辆片，並抽換以 及等待動作的絲，接著如果有必要的話將要麵啟動計算機。 且如果有許多値H需要更新，又不是位在晴時，這些動作將 十分的乏味且費時。 因此’ KVM 14將包含-個系統與方法去完成這種目標計算機 12透過遠端計算卿更新的方法。cpu 36被程式化成將準備一個 記憶體裝置給遠端計算__M 14相聯繫，當成是—個磁碟機 或是其他虛練置。裝置的可用容倾蚊於咖36__ % 中的可用空間。此記髓空間可能為連續或是不連續的。 遠端計算機的使用者將所要升級會是更新的軟體傳送到讓 14中的虛擬磁雜。使用者插人虛擬磁料虛擬剌機中。則此 41 1375433 • 亂 π-— 年月日修(更)正替換Β 虛擬磁片就可以被目標計算機讀取。換句話說，虛擬磁碟機裝置 將包含一個磁片與目標計算機連接。.此虛擬磁片是透過USB (通 用串列埠）的通訊協定連接到目標計算機12。每當這個行為完成， 則目標計算機就會當作一個新的磁碟裝置被安裝。遠端使用者透 過控制目標計算機12去完成升級或更新，透過使用這種虛擬磁片 就像是使用實H刻―樣。遠端使用者也可以從目標計算額退 出虛擬磁片。則這個虛擬磁片會從目標計算機斷線並連接到遠端 籲使用者’絲準備下—次要更新的軟體。 虛擬軟碟機也透過USB的連接連上目標計算機。 實際上則需要猶式化後才驗錢。格式化就是將 ^憶體卽轉換成軟碟的磁區。磁片上不連續的資料可以靠著磁 區跟磁柱疋位尋找。實際上的開機磁片將會在某些特定位置上有 特定的開機資料。 遠端使财树候需要鱗啟動目標計算機12，不論是更新 兀軟體後或疋錢時。某些遠端計算機12並無法透過—個任意大 小且格式化的纖體裝置，但是必紐過-雕體上的軟縣開 機，或是-倾奴成財際_相_記紐健。因此 擬軟碟機將被設置成與實體軟碟機相同。虛擬軟碟機的容量大二 將和實體的樣1記憶體分割和系統都將相同。就像是一個格 式化後的實體軟碟。舉例° 牛例來說，虛擬軟碟將會被設置成144 位元組就像是實體軟碟一样 g '、樣，且將會被格式化成與實體軟碟一樣 的格式。 42 年月 I .曰發’欠)正替換頁.

某些目標§·}*算機，在開機的過 -一-J 去檢查-個開機磁碟的特定位置：標言:算齡被設定成 果相關資料找不到，則目標計算機二科。如 14允許將一個實際可開機磁Μ影像檔放入其虛擬軟 碟機中。將獅賴㈣的_令他元的放入1 虛擬軟碟射，並依照其資料的位軸相同的放置。則將造成， 遠端計算機在檢查狀位置的命令_料時，就可以在虛擬褒置 中取得，並成功的開機。 KVM 14也將會被設置成擁有記憶體磁碟的模式。與剛剛所介 ^的虛擬軟碟不同的是記憶體磁碟不需要―個特定的容量大小或 是格式。然而’記憶體磁碟會像—個虛擬磁片，可以在上面存放 升級或是更_軟體資料。記憶體磁碟也是透過制⑽％沉 SDRAM 38的可用空間。 KVM 14也將包含-個可開機光碟的虛擬裝置，採用和剛剛所 述的相同方法。當軟碟可以透酬嘱說的完全放人記憶體中， 由於光碟的容餘大所以光翻影像檔將透過-鋪案伺服器儲 存，而其間透過網際網路連接。KVM 14允許從遠端計算機2〇透過 KVM以及網際網路18下載放置在檔案伺服器的虛擬光碟資料。每當 資料下载完時’ KVM 14允許遠端計算機2〇將虛擬光碟連接上，這 樣目標計算機12就可以是用該光碟資料。每當虛擬光碟被連接， 目標計算機就可以透過經由網際網路丨8及KVM 14下載的虛擬光碟 影像進行升級與更新。當升級與更新完成後遠端計算機可以控制 43

1375433 目標計算機將虛擬光碟切斷其連線。則此虛擬光碟將無法再被目 ' 標計算機使用，但此時遠端計算機將可對檔案伺服器進行更新， * 準備下一張光碟的資料。 許多滑鼠跟鍵盤是透過PS/2的通信協定與計算機溝通。在 PS/2下鍵盤與滑氛的訊號是不相同的，因此必須被分開。所以kvm 14中’如果达端计鼻機20疋採用PS/2的鍵盤與滑鼠，則滑鼠斑鍵 盤與KVM 14的連接則要被分開。然而，KVM 14包含USB的滑鼠與鍵 φ 盤連接方式可以讓目標計算機與KVM 14相連接使用。ps/2的鍵盤 與滑鼠訊號從遠端計算機接收後將會被KVM 14轉譯成USB的鍵盤 與滑鼠信號，接著傳送給目標計算機。 採用USB的傳輸方式有許多的優點。首先，的資料量較 PS/2少，且錯誤率也很低可靠性也較高。 第二個優點是’似2中滑鼠的移動是採用相對關係的移動。 換句話說，在PS/2協定下滑鼠的鶴只傳送其相躲現在位置的 雛移動量，且絲提供現錄置的滑鼠座標^樣的狀況中，如果 採用PS/2财且也要提魏麵置座標的話，騎鼠的移動行為 將曰出錯相對的’ _協定允許滑鼠在每次移動後將其座標回 報。這樣有很大的好處且可以使目標計算機的滑鼠移動行為更 佳而每田/月良有所移動則如上面所提有關滑鼠預測的演算法就 會被採用。 第一個優點疋，_可以同時傳送鍵盤與滑鼠的信號與聊需 要分開傳送不同。 44 1375433 • 10Γ8ΓΤ4---- 牟月敗·(更)正替換頁; 如前所述的本案’各魏置_動並不舰在^_J 圍。其他的裝置魏將包含在之麵描述各項裝置變動中。如： 差異比對模組不-定要以FPGA40完成，此外咖36以及脱4〇 的功能也可贿過健，硬體或是讀配合硬_方式完成。相 同的，記憶體硬體與雜也可以採用其他的方式實現，這也包含 在本案中。其他的方法’除了以上所述’可能會改變片段的順暢， 視訊解析度的躺及頻寬的使用。舉絲說，在此專利中採用來 價測是否要麟要求視訊峨的方法，是透過㈣步信號的方 式。以這備仔來說，也可以透過同步錄的方式，儘管 並沒有比較好。

【圖式簡單說明】 相關的參相示，係為實施例，經由這些例子，畫出本案的 圖示’如下所示： 圖一是-台遠端計算機，目標計算機的示意圖，以及膽切換 器’並根據本案的模式連接； 圖二是-張多台遠端計算機的示意圖，根據本案透過腿切換 器接通多台目標計算機； 圖二是本案KVM的示意圖； 圖四A和圖四B是顯示根據本案的KVM在抓取和更新的模式； 圖五顯不本案有關視訊解析度要求的部分以及如何決定何時 重新取得視訊解析度； 45 1375433

圖六是根據本案一個片段緩衝區的示意圖； 圖七是顯示一個正確校準取樣的圖解； 圖八是顯示一不恰當階段校準取樣的圖解； 圖九為根據本案所顯示的試驗圖案； 圖十是虛擬鍵盤，虛擬滑鼠和虛擬磁碟機的示音曰. 圖十-是-連串交_黑色像素和白色像素的^波形圖。

【主要元件符號說明】 12... 目標計算機 14... ·· 切換器 16.... 18..·· .•網際網路 20.... 遠端計算機 22·.. .•類比數位轉換器 24____ 新頁面儲存緩衝區 26...... 參考頁面儲存緩衝區 28.... 片段差異緩衝區 30.... 差異掃描器 31... ..差異計數器 32.... 片段輸出緩衝區 36·.. ..中央處理器 37... 非揮發性記憶體 38... 同步動態隨機存取記憶體 40. ·.. 可程式化邏輯閘陣列 43.... 片段新舊緩衝區 45.... .片段戳記 47...... 列片段戳記 49.... .掃描器 60.... 測試模組 62.. ·. .上方位置 46 1375433 年月5對更)正替換1 64...... 下方位置 66..·. ..黑色方塊 68...... 白色方塊 70..·. ..紅色部分 72...... 綠色部分 74..·. ..藍色部分

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Claims (1)

1. 年月曰伊更)正替換頁j 、申請專利範圍： ---一 — 一種允許遠端計算機控制目標計算機的裝置，其中此裝置連接 到遠端計算機去接收遠端計算機的滑鼠與鍵盤輸入訊號，並且 傳送視訊更新訊號去更新遠端計算機的畫面，這裝置也連接到 目標計算機並提供遠端計算機的滑鼠與鍵盤的信號當作輸入 控制’並且將目標計算機的視訊訊號經過處理後產生視訊更新 訊號’此裝置包含一個虛擬記憶體磁碟機，虛擬的軟碟機透過 將記憶體m設置成-個裝置的方式絲，此裝置允許遠端計 算機的使时將其賴到遠断算機賴缝料進虛擬的記 憶體磁碟，並且使用者也可財斷此連接，透過綱計算機的 控制目標計算機可以連接這個虛擬記憶體農置，傳送資料到目 標計算機中，且一樣可以中斷此裝置的連接。 依申請專利翻第1項所述允許遠端計算機控制目標計算機的 裝置’其中的記憶空間被設$為仿製開機磁_大棒己情格 式，以便於允許目標計算機可以由記憶空間重開機。、心 依申請專概圍第2項所述允許遠端計算制目標計算機的 敦置’其㈣裝置被設定為可容許將瞻碟的 碟中對應的位元組位置 ==，其中開機軟碟的每個位元組被紀錄到虛擬= 機控制目標計算機的 憶磁碟到目標計算機 4.依申請專利範圍第2項所述允許遠端計算 裝置，其情灯被奴射連接虛擬記 透過一個USB接頭。 5·依申物咖第丨項所軌許遠端計算 伺服 襄置，其中的虛擬記憶磁碟包含一個連接到裝置且存:機的 器上的虛擬CDROM。

   6.依申請專利範圍第5項所述允許遠端計算機控制目標計算機 的裝置，其中的裝置與虛擬CDROM都被設定為目標計算機的 開機CDROM 〇 1375433 年月 Π 四、指定代表圖： (一) 本案指定代表圖為：第（一）圖。 (二) 本代表圖之元件符號簡單說明： 12 …·· ….目標計算機 14 ….， .…· KVM切換器 16 … .….網路埠 18…. .…·網際網路 20 .··· •…·遠端計算機